CN115103185A - 视频编解码方法、电子设备及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种视频编解码方法、电子设备及计算机可读存储介质。该方法包括：获取待处理视频序列，待处理视频序列包括至少一张代表图像；获取重采样前后待处理视频序列的量化参数偏移值，其中，量化参数偏移值使得代表图像在重采样前的码率‑量化平衡代价和在重采样后的码率‑量化平衡代价之间满足第一约束关系；基于量化参数偏移值对重采样前的量化参数偏移得到重采样后的量化参数；对待处理视频序列中至少一张图像进行重采样；基于重采样后的量化参数对至少一张图像进行编解码。通过上述方式，能够避免视频序列因重采样带来的失真。
Description
技术领域
本申请涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种视频编解码方法、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
出于提升传输速度、适应传输条件等考虑，经常需要在视频编解码过程启用参考图像重采样(Reference Picture Resampling，RPR)技术，该重采样技术是将原始尺寸的图像下采样成小图像以后再进行编码传输，并且在解码端将解码重建后的小图像上采样为原始尺寸的图像，从而在传输条件不好的情况下节省编码的比特消耗、或者为了提升编码效率等。
但是，在视频编解码过程启用重采样技术可能会引起视频失真。
发明内容
本申请提供一种视频编解码方法、电子设备及计算机可读存储介质，能够解决在视频编解码过程启用重采样技术可能会引起视频失真的问题。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种视频编解码方法。该方法包括：获取待处理视频序列，待处理视频序列包括至少一张代表图像；获取重采样前后待处理视频序列的量化参数偏移值，其中，量化参数偏移值使得代表图像在重采样前的码率-量化平衡代价和在重采样后的码率-量化平衡代价之间满足第一约束关系；基于量化参数偏移值对重采样前的量化参数偏移得到重采样后的量化参数；对待处理视频序列中至少一张图像进行重采样；基于重采样后的量化参数对至少一张图像进行编解码。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种视频编解码方法。该方法包括：获取待处理视频序列，待处理视频序列包括至少一张代表图像；基于代表图像在重采样比例下重采样后的码率-失真平衡代价，进行重采样决策，码率-失真平衡代价由代表图像在所述重采样比例下重采样后的实际码率和失真度融合得到；若决策为进行重采样，则对待处理视频序列中至少一张图像进行重采样；对待处理视频序列进行编解码。
为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种视频编解码方法。该方法包括：获取待处理视频序列；从多个候选重采样策略中确定目标重采样策略；基于目标重采样策略从待处理视频序列中确定代表图像和对应的待重采样决策图像；基于代表图像的重采样决策结果对待重采样决策图像进行重采样决策；其中，不同的候选重采样策略中的代表图像以及待重采样决策图像的对应关系不同；若决策为进行重采样，则对待重采样决策图像进行重采样；对待处理视频序列进行编解码。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种电子设备，该电子设备包括处理器、与处理器连接的存储器，其中，存储器存储有程序指令；处理器用于执行存储器存储的程序指令以实现上述方法。
为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种计算机可读存储介质，存储有程序指令，该程序指令被执行时能够实现上述方法。
通过上述方式，本申请在对待处理视频序列中图像进行重采样的情况下，基于量化参考偏移值对重采样前的量化参数偏移得到重采样后的量化参数，基于重采样后的量化参数对进行了重采样的图像进行编解码。其中量化参数偏移值使得重采样前后代表图像的码率-量化平衡代价之间满足第一约束关系，重采样前的码率-量化平衡代价是对重采样前的码率和量化参数融合得到的，重采样后的码率-量化平衡代价是对重采样后的期望码率和量化参数融合得到的。由于代表图像作为对待处理视频序列中图像进行重采样的依据，满足第一约束关系，意味着对待处理视频序列中图像进行重采样，不会导致图像对应的码率和量化参数失衡。从而，通过本申请提供的编解码方法，能够避免重采样带来的码率和量化参数失衡问题，进行了重采样的图像质量不会过度降低，保证了重采样的图像和未进行重采样的图像质量之间的连续性，避免视频序列因重采样带来的失真。
附图说明
图1是本申请视频编解码方法一实施例的流程示意图；
图2是图1中S12的流程示意图；
图3是本申请视频编解码方法另一实施例的流程示意图；
图4是本申请视频编解码方法又一实施例的流程示意图；
图5是本申请视频编解码方法又一实施例的流程示意图；
图6是本申请视频编解码方法又一实施例的流程示意图；
图7是本申请电子设备一实施例的结构示意图；
图8是本申请计算机可读存储介质一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，在不冲突的情况下，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在介绍本申请视频编解码方法之前，先对相关的名称进行解释说明：
编解码：视频序列的图像数据量比较大，需要对图像像素数据进行编码得到视频码流，视频码流通过有线或者无线网络传输至解码端，再进行解码观看。整个编码过程包括块划分、预测、变换、量化、编码等过程。
量化参数(QP)：表征量化导致视频序列的失真度，通常QP越大，量化导致的失真度越高，反之亦然。
码率(Rate)：也称比特率，是指每秒传输的比特数。码率越高，图像失真度越低、质量越高，需要的带宽越大。码率降低，图像失真度变高、质量下降，即码率与量化参数呈反相关关系。
参考图像重采样(Reference Picture Resampling，RPR)技术：该技术是将原始尺寸的图像下采样成小图像以后再进行编码传输，并且在解码端将解码重建后的小图像上采样为原始尺寸的图像，从而在传输条件不好的情况下节省编码的比特消耗、或者为了提升编码效率等。本申请后文也将该技术简称为重采样。
缩放比例：从缩小和放大的角度来说，缩放比例包括缩小比例和放大比例，缩小比例为重采样过程进行下采样的比例，放大比例为重采样过程进行上采样的比例。从缩放方向的角度来说，缩放比例包括水平和垂直缩放比例，水平缩放比例即为缩放后的图像在水平方向上与原始尺寸的图像的空域分辨率比值，垂直缩放比例即为缩放后的图像在垂直方向上与原始尺寸的图像的空域分辨率比值。水平缩放比例和垂直缩放比例可以相同也可以不同。本申请后文也将缩放比例称为重采样比例。
峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio,PSNR)：用于评价图像质量的指标，通常其值越大则图像质量越高，其值越小则图像质量越差。
视频序列：序列是由若干时间连续的图像构成的图像集合，并且进一步可分为至少一个图像组(Group Of Pictures,GOP)，每个GOP包含至少一张连续的图像，每张图像又被称为帧。
图1是本申请视频编解码方法一实施例的流程示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本实施例并不以图1所示的流程顺序为限。如图1所示，本实施例可以包括：
S11：获取待处理视频序列。
待处理视频序列包括至少一张代表图像。
待处理视频序列可以包括若干个图像组，一个图像组包括若干张图像。代表图像作为对待处理视频序列中至少一张图像进行重采样的依据。
S12：获取重采样前后待处理视频序列的量化参数偏移值。
其中，量化参数偏移值使得代表图像在重采样前的码率-量化平衡代价与在重采样后的码率-量化平衡代价之间满足第一约束关系，重采样前的码率-量化平衡代价是对重采样前的码率和量化参数融合得到的，重采样后的码率-量化平衡代价是对重采样后的期望码率和量化参数融合得到的。
码率和量化参数(QP)反相关。满足第一约束关系，意味着量化参数偏移值在期望之中，后续基于量化参数偏移值偏移得到的重采样后的量化参数也在期望之中，重采样前后的码率和量化参数之间的平衡程度在期望之中。从而，重采样不会导致码率和量化参数失衡。
第一约束关系可以为函数关系(线性函数、非线性函数)、映射表等等。例如，第一约束关系为：重采样前的码率-量化平衡代价与重采样后的码率-量化平衡代价之间满足比例关系。即，第一约束关系为：
keep1＝S·keep0 (1)
keep0＝f0(qp0,rate0) (2)
keep1＝f1(qp1,rate1) (3)
其中，keep0表示重采样前的码率-量化平衡代价，keep1表示重采样后的码率-量化平衡代价，S表示第三系数，即重采样后的代价补偿因子，rate0和qp0分别表示重采样前的码率和量化参数，rate1和qp1分别表示重采样后的期望码率和量化参数。
对码率和量化参数融合得到码率-量化平衡代价的方式可以是加权、相乘等等。
在一些实施例中，S12中可以预先设置若干候选量化参数偏移值，逐一测试各候选量化参数偏移值是否能够使得代表图像在重采样前后的码率-量化平衡代价之间满足第一约束关系，将使得代表图像在重采样前后的码率-量化平衡代价之间满足第一约束关系的候选量化参数偏移值，作为最终的量化参数偏移值。
或者，在一些实施例中，S12中可以根据重采样前的码率和量化参数、重采样前的码率与重采样后的期望码率之间的第二约束关系、第一约束关系，获取量化参数偏移值。基于此，结合参阅图2，S12可以包括以下子步骤：
S121：根据重采样前的码率、重采样前的码率与重采样后的期望码率之间的第二约束关系确定重采样后的期望码率。
第二约束关系可以用于约束重采样前的码率和重采样后的期望码率之间的码率差值、码率比值、码率差异比等等。码率差异比为码率差值与重采样前的码率之间的比值。
重采样后的期望码率下，后续对待处理视频序列的编解码，不会造成码率和量化参数失衡的情况。确定的重采样后的期望码率可以是单个值，也可以是范围值。例如，第二约束关系为：重采样前的码率与重采样后的期望码率之间满足比例范围，可以表示为：
由公式(4)可变形得到重采样后的码率：
因此，重采样后的期望码率可以表示为：
其中，
表示码率差异比阈值，|rate1-rate0|/rate0表示码率差异比，k表示重采样后的码率补偿因子。
S122：根据重采样前的码率和量化参数、重采样后的期望码率和第一约束关系来计算量化参数偏移值。
重采样前的码率-量化平衡代价与重采样前的码率和量化参数之间具有第一函数关系，重采样后的码率-量化平衡代价与重采样后的期望码率和量化参数之间具有第二函数关系。
第一函数关系/第二函数关系可以是线性函数关系，也可以是非线性函数关系。
第一函数关系中的参数包括重采样前的码率-量化平衡代价、重采样前的码率和量化参数、第一系数(重采样前的码率-量化平衡因子)。第二函数关系的中的参数包括重采样后的码率-量化平衡代价、重采样后的期望码率和量化参数、第二系数(重采样后的码率-量化平衡因子)。第一约束关系中的参数包括重采样前的码率和量化参数、重采样后的期望码率和量化参数、第三系数(重采样后的代价平衡因子)。
由此，可以基于第一函数关系、第二函数关系和第一约束关系计算得到量化参数偏移值：
qpoffset＝qp1-qp0＝foffset(qp0,rate0,λ0,λ1,S) (7)
其中，λ0、λ1和S分别表示第一系数、第二系数和第三系数。
举例说明，在第一函数关系中，重采样前的码率-量化平衡代价为重采样前的码率与第一系数相乘后进一步与重采样前的量化参数之间的线性求和。第一函数关系可以表示为：
keep0＝qp0+λ0·rate0 (8)
在第二函数关系中，重采样后的码率-量化平衡代价为重采样后的期望码率与第二系数相乘后进一步与重采样后的量化参数之间的线性求和。第二函数关系可以表示为：
keep1＝qp1+λ1·rate1 (9)
将公式(8)和公式(9)带入公式(1)可得：
qp1+λ1·rate1＝S·(qp0+λ0·rate0) (10)
对公式(10)变形可得：
qpoffset＝qp1-qp0＝(S-1)·qp0+S·λ0·rate0-λ1·rate1 (11)
进一步地，λ0、λ1和S可以均为常量，由此可以直接将λ0、λ1和S带入公式(7)/公式(11)计算得到量化参数偏移值。或者，λ0、λ1和S中的至少一个为变量，由此需要求解得到变量之后，再带入公式(7)/公式(11)计算得到量化参数偏移值。
在λ0、λ1为变量的情况下，可以设置重采样前的码率和量化参数之间具有第三函数关系，重采样后的期望码率和量化参数之间具有第四函数关系。第三函数关系/第四函数关系可以是线性函数关系，也可以是非线性函数关系。第三函数关系、第四函数关系可以是根据已经完成编解码的历史图像的码率和量化参数对统计得到的。
例如，在第三函数关系中，重采样前的量化参数为重采样前的码率的幂函数，在第四函数关系中，重采样后的量化参数为重采样后的期望码率的幂函数。由此，第三函数关系可以表示为：
第四函数关系可以表示为：
其中，α0、β0、α1、β1均为常量，例如α0、β0、α1、β1分别为230、-0.23、235、-0.26。
由此，可以基于第三函数关系计算第一函数关系的第一系数，并基于第四函数关系计算第二函数关系的第二系数；基于第一系数、第二系数、重采样前的码率和量化参数、重采样后的期望码率以及第一约束关系计算量化参数偏移值。在一具体实施例中，可以将第三函数关系在重采样前的码率处的偏导数的绝对值作为第一系数，并将第四函数关系在重采样后的期望码率处的偏导数的绝对值作为第二系数。
在公式(8)～(10)、公式(12)～(13)的基础上对量化参数偏移值的获取举例说明：
针对λ0的求解，对公式求偏导得到keep0′，且令keep0′＝0，可得：
可知，λ0为qp0关于rate0的负偏导数，由于qp0与rate0成反比，并且qp0为关于rate0的一元函数，因此λ0为qp0关于rate0导数的绝对值：
同理可得：
将公式(15)和公式(16)带入公式(11)可得：
qpoffset＝(S-1)·qp0+S·|f0′(rate0)|·rate0-|f1′(rate1)|·rate1 (17)
进一步地，若重采样后的期望码率为单个值，求解得到的量化参数偏移值为单个值。若重采样后的期望码率为一范围值，可以根据重采样后的期望码率的取值范围确定量化参数偏移值的取值范围；从量化参数偏移值的取值范围内选择至少两个候选值并进行加权求和，以作为量化参数偏移值。例如，选择的候选值为量化参数偏移值的最大值和最小值。
举例说明，将公式(6)带入公式(17)中可得：
qpoffset＝(S-1)·qp0+(|S·f0′(rate0)|-k·|f1′(k·rate0)|)·rate0 (18)
将α0、β0、α1和β1的取值代入公式(18)可得：
qpoffset＝(S-1)·qp0+(S·52.9·rate0 -1.23-k·61.1·(k·rate0)-1.26)·rate0(19)
通过公式(19)可以确定量化参数偏移值的最大值qpmax_offset和最小值qpmin_offset，对二者加权之后再取整，可得最终的量化参数偏移值：
qpoffset＝round(ω0·qpmin_offset+ω1·qpmax_offset) (20)
其中round(·)表示四舍五入取整，ω0和ω1分别为qpmax_offset与qpmin_offset的权重，且ω0+ω1＝1。
在上述例子中，可以设置S＝0.95，
即k∈[0.95,1.05]，ω0＝ω1＝0.5。由此，待处理视频序列Tango2在qp0＝42，rate0＝938kbps时，获取的量化参数偏移值qpoffset＝-2。
或者，在一些实施例中，S12可以包括：根据重采样前的码率和重采样后的实际码率之间的差异表征值，通过查表得到量化参数偏移值。
其中，重采样后的实际码率，是指对图像进行重采样之后，基于重采样前的量化参数对图像进行编解码的码率。差异表征值可以是码率差值、码率比值、码率差异比等等。码率差异比的计算方式请参考前面的描述，在此不赘述。
可以预先设置若干差异表征值阈值，基于该差异表征值阈值划分得到若干差异表征值范围，且将差异表征值范围与量化参数偏移值一一对应地存储在映射表中。从而可以确定差异表征值所属的差异表征值范围，再通过查表得到对应的量化参数偏移值。差异表征值范围与量化参数偏移值的对应关系可以是基于已经编解码的历史图像统计得到的。
举例说明，差异表征值为码率差异比，码率差异比阈值包括75％、50％、25％、10％、5％，预先建立的映射表为：
| 码率差异比范围 | 量化参数偏移值 |
| (0.50,0.75] | -6 |
| (0.25,0.50] | -5 |
| (0.10,0.25] | -3 |
| (0.05,0.10] | -2 |
| [0,0.05] | -1 |
确定重采样前的码率和重采样后的实际码率之间的码率差异比所属的码率差异比范围，通过查表得到码率差异比范围对应的量化参数偏移值。
可以理解的是，一方面，相较于逐一测试各候选量化参数偏移值以获取量化参数偏移值的方式，能够降低量化参数偏移值的获取难度，从而能够降低编解码复杂度。另一方面，相较于通过重采样前后的码率差异来约束量化参数偏移值的方式，S12中通过重采样前后的码率-量化平衡代价来约束量化参数偏移值，能够避免重采样带来的码率和量化参数失衡的问题。
S13：基于量化参数偏移值对重采样前的量化参数偏移得到重采样后的量化参数。
例如，重采样前的量化参数为42，量化参数偏移值为-2，重采样后的量化参数为40。
S14：对待处理视频序列中至少一张图像进行重采样。
至少一张图像为以代表图像为依据进行重采样的图像。
S15：基于重采样后的量化参数对至少一张图像进行编解码。
在编解码过程中，对待处理视频序列中重采样后的图像的量化参数为重采样后的量化参数，而未进行重采样的图像对应的量化参数未改变，即未进行重采样的图像的量化参数为重采样前的量化参数。
可以理解的是，在编解码过程启用重采样技术对图像进行重采样，可能导致视频序列的视觉失真。具体来说，如果在编解码过程对视频序列中图像进行重采样，可能出现图像的码率和量化参数失衡的情况，使得视频序列中进行了重采样的图像质量过低，且进行了重采样的图像和未进行重采样的图像质量不连续，造成视觉失真。
通过本实施例的实施，本申请在对待处理视频序列中图像进行重采样的情况下，基于量化参考偏移值对重采样前的量化参数偏移得到重采样后的量化参数，基于重采样后的量化参数对进行了重采样的图像进行编解码。其中量化参数偏移值使得重采样前后代表图像的码率-量化平衡代价之间满足第一约束关系，重采样前的码率-量化平衡代价是对重采样前的码率和量化参数融合得到的，重采样后的码率-量化平衡代价是对重采样后的期望码率和量化参数融合得到的。由于代表图像作为对待处理视频序列中图像进行重采样的依据，满足第一约束关系，意味着对待处理视频序列中图像进行重采样，不会导致图像对应的码率和量化参数失衡。从而，通过本申请提供的编解码方法，能够避免重采样带来的码率和量化参数失衡问题，进行了重采样的图像质量不会过度降低，保证了重采样的图像和未进行重采样的图像质量之间的连续性，避免视频序列因重采样带来的失真。
进一步地，上述实施例中在进行重采样相关的步骤(S12～S15)之前，还可以进行重采样决策，以决策是否对待处理视频序列进行重采样，并且在决策对待处理视频序列进行重采样的情况下，才执行S12～S15。具体可以如下：
图3是本申请视频编解码方法另一实施例的流程示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本实施例并不以图3所示的流程顺序为限。如图3所示，在S12之前，本实施例可以包括：
S21：基于代表图像在重采样比例下重采样后的质量表征值，进行重采样决策。
重采样后的质量表征值可以用于评价在编码过程进行重采样的情况下图像的质量。质量表征值可以是代表图像在重采样比例下的码率，也可以是失真度(峰值信噪比)，还可以是码率-失真平衡代价。当然，质量表征值也可以是其他的用于评价图像质量的指标。
失真度可以由峰值信噪比转换得到，码率-失真平衡代价可以由代表图像在重采样比例下重采样后的实际码率和失真度融合得到。融合的方式可以是相乘、加权等等。加权方式下，码率-失真平衡代价为重采样后的实际码率和失真度的加权和，可以表示为：
cost＝d+μ·rate′1 (21)
其中，cost表示码率-失真平衡代价，d表示失真度，μ表示拉格朗日因子，rate′1表示重采样比例下重采样后的实际码率。
重采样比例为单个或者至少两个。若重采样比例为单个，则在S21中，可以判断单个重采样比例对应的质量表征值是否小于表征阈值；若小于，则决策为进行重采样，否则决策为不进行重采样。若重采样比例为至少两个，则在S21中，可以判断至少两个重采样比例对应的质量表征值中的最小者是否小于表征阈值；若小于，则决策为进行重采样，且基于最小者对应的重采样比例进行重采样，否则决策为不进行重采样。
举例说明，针对单个重采样比例的情况，重采样决策结果的表达式如下：
其中，S1表示代表图像的重采样决策结果，scale表示单个缩放比例，non表示不进行重采样，cost1表示单个缩放比例对应的码率-失真平衡代价，costth表示代价阈值。
在本例中，可以设置scale＝2.0，costth＝τ·cost0。其中τ＝1.05，cost0为重采样前的率失真代价。
针对至少两个重采样比例的情况，重采样决策结果的表达式如下：
其中，φ表示缩放比例的集合，scalen表示第n个缩放比例，cost(scalen)表示第n个缩放比例对应的码率-失真平衡代价。
在本例中，可以设置φ＝{1.5，2.0}，costth＝τ·cost0。
S22：判断代表图像的重采样决策结果是否为进行重采样。
若为进行重采样，则执行S23；否则执行S24。
S23：执行S12～S15。
S24：不执行S12～S15。
通过本实施例的实施，基于代表图像在重采样比例下重采样后的质量表征值进行重采样决策。在决策结果为进行重采样的情况下，才在编解码过程启用重采样技术。由于决策结果为进行重采样，意味着重采样比例下重采样后的图像质量满足要求，待处理视频序列适用于重采样比例下的重采样。从而，能够根据待处理视频序列的实际情况决定是否在编解码过程开启重采样技术，并且质量表征值为码率-失真平衡代价的情况下，结合码率和失真度进行重采样决策，相较于仅用码率和失真度中的一者进行重采样决策的方式，能够有效平衡编解码性能。
图4是本申请视频编解码方法又一实施例的流程示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本实施例并不以图4所示的流程顺序为限。本实施例是对上述实施例的进一步扩展。如图4所示，在S14之前，本实施例可以包括：
S31：从多个候选重采样策略中确定目标重采样策略。
不同的候选重采样策略中的代表图像以及待重采样决策图像的对应关系不同，即，不同候选重采样策略对应的重采样决策方式不同。代表图像对应的待重采样决策图像，为依据该代表图像的重采样决策结果决策是否进行重采样的图像。
不同候选重采样策略对应的重采样决策方式不同，可以体现为重采样决策复杂度的不同、适配的编码级别不同等等。其中，在待重采样决策的数量不变的情况下，代表图像的数量越多，认为重采样决策复杂度越高。
在一些实施例中，候选重采样策略可以包括帧级重采样策略、组级重采样策略以及序列级重采样策略中的至少两个。帧级重采样策略适配帧级编码级别，组级重采样策略适配图像组编码级别，序列级重采样策略适配序列级编码级别。
其中在帧级重采样策略下，代表图像与待重采样决策图像可以为同一张图像。即针对待处理视频序列中各张图像而言，图像的重采样决策依据是图像本身。
在组级重采样策略下，代表图像为待处理视频序列包括的图像组中的至少部分图像，待重采样决策图像为代表图像所属图像组中的所有图像。图像组中的代表图像确定可以是随机的，也可以是按照预设规则的。例如，从图像组中随机选择若干张代表图像。又如，按照播放顺序，从图像组选择排序靠前的若干张图像为代表图像。再如，从图像组中的第一张图像开始，每间隔若干张图像选择一张图像作为代表图像。
在序列级重采样策略下，代表图像为待处理视频序列包括的至少部分图像组中的图像，待重采样决策图像为待处理视频序列中的所有图像。代表图像所属图像组的确定可以是随机的，也可以是按照预设规则的。例如，按照播放顺序，从待处理视频序列中选择排序靠前的若干个图像组为代表图像所属的图像组，且从选择的图像组中分别选择代表图像。
S32：基于目标重采样策略从待处理视频序列中确定代表图像和对应的待重采样决策图像。
S33：基于代表图像的重采样决策结果对待重采样决策图像进行重采样决策。
代表图像的重采样决策结果获取方式请参考前述S21的相关说明，在此不赘述。
在组级重采样策略下，若代表图像为多张，待重采样决策图像的重采样决策结果可以由多张代表图像的重采样决策结果投票获得。
在序列级重采样策略下，若代表图像为多个图像组中的图像，待处理视频序列的重采样决策结果可以由代表图像所属的多个图像组的重采样决策结果投票获得。图像组的重采样决策结果请参考组级重采样策略下的重采样决策方式。
对S31～S33举例说明，待处理视频帧序列＝{图像组1，图像组2，…图像组k}，图像组1＝{图像1，图像2，…，图像m}。
在目标重采样策略为组级重采样策略的情况下，从图像组1选择n张代表图像，对n张代表图像的重采样决策结果投票，以得到图像组1的重采样决策结果，重采样决策结果的表达式可以为：
其中，S2表示图像组1的重采样决策结果，yes表示进行重采样，non表示不进行重采样，si表示图像组1中第i张代表图像的重采样决策结果，sth表示投票阈值。
在本例子中，可以设置n＝1，m＝32，sth＝0.5。
在目标重采样策略为序列级重采样策略的情况下，选择图像组1～图像n为代表图像所属的图像组，对图像组1～n的重采样决策结果投票，以得到待处理视频帧序列的重采样决策结果，重采样决策结果的表达式可以为：
其中，G表示待处理视频帧序列的重采样决策结果，gi表示代表图像所属的第i个图像组，gth表示投票阈值。
在本例子中，可以设置n＝1，gth＝0.6。
通过本实施例的实施，本申请从多个候选重采样策略中选择目标重采样策略，并在目标重采样策略的指导下进行重采样决策。由于不同的候选重采样策略中的代表图像以及待重采样决策图像的对应关系不同，即，不同候选重采样策略对应的重采样决策方式不同，因此能够使得重采样决策的方式(复杂度、适用编码级别等)变得可控，有效促进重采样技术在编解码过程的应用。
图5是本申请视频编解码方法又一实施例的流程示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本实施例并不以图5所示的流程顺序为限。
如图5所示，本实施例可以包括：
S41：获取待处理视频序列。
待处理视频序列包括至少一张代表图像。
S42：基于代表图像在重采样比例下重采样后的码率-失真平衡代价，进行重采样决策。
码率-失真平衡代价由代表图像在重采样比例下重采样后的实际码率和失真度融合得到。融合的方式可以是相乘、加权等等。加权方式下，码率-失真平衡代价为重采样后的实际码率和失真度的加权和，可以表示为：
cost＝d+μ·rate′1(26)
重采样比例为单个或者至少两个。若重采样比例为单个，则在S42中，可以判断单个重采样比例对应的码率-失真平衡代价，是否小于代价阈值；若小于，则决策为进行重采样，否则决策为不进行重采样。若重采样比例为至少两个，则在S42中，可以判断至少两个重采样比例对应的码率-失真平衡代价中的最小者是否小于代价阈值；若小于，则决策为进行重采样，且基于最小者对应的重采样比例进行重采样，否则决策为不进行重采样。
S43：判断代表图像的重采样决策结果是否为进行重采样。
若为进行重采样，则执行S44～S45；否则不执行S44而直接进入S45。
S44：对待处理视频序列中至少一张图像进行重采样。
至少一张图像为以代表图像为依据决策进行重采样的图像。
S45：对待处理视频序列进行编解码。
针对进行了重采样的图像，在重采样结果的基础上进行编解码；否则在原图像的基础上进行编解码。
本实施例的其他详细描述，请参考前面的实施例，在此不赘述。
通过本实施例的实施，本申请不直接在待处理视频序列的编解码过程启用重采样技术，而是基于代表图像在重采样比例下重采样后的码率-失真平衡代价进行重采样决策，在决策结果为进行重采样的情况下，才在编解码过程启用重采样技术。由于决策结果为进行重采样，意味着重采样比例下重采样后的图像质量满足要求，待处理视频序列适用于重采样比例下的重采样。从而，能够根据待处理视频序列的实际情况决定是否在编解码过程开启重采样技术。并且，利用码率-失真平衡代价(结合码率和失真度)进行重采样决策，相较于仅用码率和失真度中的一者进行重采样决策的方式，能够有效平衡编解码性能。
图6是本申请视频编解码方法又一实施例的流程示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本实施例并不以图6所示的流程顺序为限。
如图6所示，本实施例可以包括：
S51：获取待处理视频序列。
S52：从多个候选重采样策略中确定目标重采样策略。
其中，不同的候选重采样策略中的代表图像以及待重采样决策图像的对应关系不同。即，不同候选重采样策略对应的重采样决策方式不同。
候选重采样策略可以包括帧级重采样策略、组级重采样策略以及序列级重采样策略中的至少两个。帧级重采样策略适配帧级编码级别，组级重采样策略适配图像组编码级别，序列级重采样策略适配序列级编码级别。
其中在帧级重采样策略下，代表图像与待重采样决策图像可以为同一张图像。
在组级重采样策略下，代表图像为待处理视频序列包括的图像组中的至少部分图像，待重采样决策图像为代表图像所属图像组中的所有图像。图像组中的代表图像确定可以是随机的，也可以是按照预设规则的。例如，从图像组中随机选择若干张代表图像。又如，按照播放顺序，从图像组选择排序靠前的若干张图像为代表图像。再如，从图像组中的第一张图像开始，每间隔若干张图像选择一张图像作为代表图像。
在序列级重采样策略下，代表图像为待处理视频序列包括的至少部分图像组中的图像，待重采样决策图像为待处理视频序列中的所有图像。代表图像所属图像组的确定可以是随机的，也可以是按照预设规则的。例如，按照播放顺序，从待处理视频序列中选择排序靠前的若干个图像组为代表图像所属的图像组，且从选择的图像组中分别选择代表图像。
S53：基于目标重采样策略从待处理视频序列中确定代表图像和对应的待重采样决策图像。
S54：基于代表图像的重采样决策结果对待重采样决策图像进行重采样决策。
在组级重采样策略下，若代表图像为多张，待重采样决策图像的重采样决策结果可以由多张代表图像的重采样决策结果投票获得。
在序列级重采样策略下，若代表图像为多个图像组中的图像，待处理视频序列的重采样决策结果可以由代表图像所属的多个图像组的重采样决策结果投票获得。
S55：判断待重采样决策图像的重采样决策结果是否为进行重采样。
若为进行重采样，则执行S56～S57；否则不执行S56而直接进入S57。
S56：对待重采样决策图像进行重采样。
S57：对待处理视频序列进行编解码。
针对进行了重采样的图像，在重采样结果的基础上进行编解码；否则在原图像的基础上进行编解码。
通过本实施例的实施，本申请提出多种候选重采样策略，每种候选重采样策略适用不同的重采样决策方式，能够有效促进重采样技术在编解码过程的应用。
需要说明的是，本申请任意实施例之间可以相互组合。视频编解码过程中重采样策略的确定方式、重采样决策方式、量化参数偏移值的获取方式三者相关的实施例可以单独实施，也可以组合实施。针对组合实施的情况，在重采样策略的确定方式和重采样决策方式两者组合实施的情况下，应先基于重采样策略的确定方式确定重采样策略，再在确定的重采样策略下，基于重采样决策方式进行重采样决策；在重采样决策方式和量化参数偏移值的获取方式两者组合实施的情况下，应先基于重采样决策方式进行重采样决策再基于量化参数偏移值的获取方式获取量化参数偏移值；在重采样策略的确定方式、重采样决策方式、量化参数偏移值的获取方式三者组合实施的情况下，应先基于重采样策略的确定方式确定重采样策略，再在确定的重采样策略下，基于重采样决策方式进行重采样决策，最后基于量化参数偏移值的获取方式获取量化参数偏移值。
图7是本申请电子设备一实施例的结构示意图。如图7所示，该电子设备包括处理器21、与处理器21耦接的存储器22。
其中，存储器22存储有用于实现上述任一实施例的方法的程序指令；处理器21用于执行存储器22存储的程序指令以实现上述方法实施例的步骤。其中，处理器21还可以称为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。处理器21可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器21还可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
图8是本申请计算机可读存储介质一实施例的结构示意图。如图8所示，本申请实施例的计算机可读存储介质30存储有程序指令31，该程序指令31被执行时实现本申请上述实施例提供的方法。其中，该程序指令31可以形成程序文件以软件产品的形式存储在上述计算机可读存储介质30中，以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的计算机可读存储介质30包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，或者是计算机、服务器、手机、平板等终端设备。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (23)
1.一种视频编解码方法，其特征在于，包括：
获取待处理视频序列，所述待处理视频序列包括至少一张代表图像；
获取重采样前后所述待处理视频序列的量化参数偏移值，其中，所述量化参数偏移值使得所述代表图像在重采样前的码率-量化平衡代价和在重采样后的码率-量化平衡代价之间满足第一约束关系，所述重采样前的码率-量化平衡代价是对重采样前的码率和量化参数融合得到的，所述重采样后的码率-量化平衡代价是对重采样后的期望码率和量化参数融合得到的；
基于所述量化参数偏移值对重采样前的量化参数偏移得到重采样后的量化参数；
对所述待处理视频序列中至少一张图像进行重采样；
基于所述重采样后的量化参数对所述至少一张图像进行编解码。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取重采样前后所述待处理视频序列的量化参数偏移值，包括：
根据所述重采样前的码率、所述重采样前的码率与所述重采样后的期望码率之间的第二约束关系确定所述重采样后的期望码率；
根据所述重采样前的码率和量化参数、所述重采样后的期望码率和所述第一约束关系来计算所述量化参数偏移值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述重采样前的码率-量化平衡代价与所述重采样前的码率和量化参数之间具有第一函数关系，所述重采样后的码率-量化平衡代价与所述重采样后的期望码率和量化参数之间具有第二函数关系，所述重采样前的码率和量化参数之间具有第三函数关系，所述重采样后的期望码率和量化参数之间具有第四函数关系；
所述根据所述重采样前的码率和量化参数、所述重采样后的期望码率和所述第一约束关系来计算所述量化参数偏移值，包括：
基于所述第三函数关系计算所述第一函数关系的第一系数，并基于所述第四函数关系计算所述第二函数关系的第二系数；
基于所述第一系数、所述第二系数、所述重采样前的码率和量化参数、所述重采样后的期望码率以及所述第一约束关系计算所述量化参数偏移值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述第一函数关系中，所述重采样前的码率-量化平衡代价为所述重采样前的码率与所述第一系数相乘后进一步与所述重采样前的量化参数之间的线性求和，在所述第二函数关系中，所述重采样后的码率-量化平衡代价为所述重采样后的期望码率与所述第二系数相乘后进一步与所述重采样后的量化参数之间的线性求和；
所述基于所述第三函数关系计算所述第一函数关系的第一系数，并基于所述第四函数关系计算所述第二函数关系的第二系数，包括：
将所述第三函数关系在所述重采样前的码率处的偏导数的绝对值作为所述第一系数，并将所述第四函数关系在所述重采样后的期望码率处的偏导数的绝对值作为所述第二系数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述第三函数关系中，所述重采样前的量化参数为所述重采样前的码率的幂函数，在所述第四函数关系中，所述重采样后的量化参数为所述重采样后的期望码率的幂函数。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述重采样后的期望码率为一范围值；
所述根据所述重采样前的码率和量化参数、所述重采样后的期望码率和所述第一约束关系来计算所述量化参数偏移值，包括：
根据所述重采样后的期望码率的取值范围确定所述量化参数偏移值的取值范围；
从所述量化参数偏移值的取值范围内选择至少两个候选值并进行加权求和，以作为所述量化参数偏移值。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一约束关系为：所述重采样前的码率-量化平衡代价与所述重采样后的码率-量化平衡代价之间满足比例关系，所述第二约束关系为：所述重采样前的码率与所述重采样后的期望码率之间满足比例范围。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取重采样前后所述待处理视频序列的量化参数偏移值，包括：
根据所述重采样前的码率和所述重采样后的实际码率之间的差异表征值，通过查表得到所述量化参数偏移值。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取重采样前后所述待处理视频序列的量化参数偏移值之前，所述方法还包括：
基于所述代表图像在重采样比例下重采样后的质量表征值，进行重采样决策；
若所述代表图像的重采样决策结果为进行重采样，则执行所述获取重采样前后所述待处理视频序列的量化参数偏移值及其之后的步骤。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述质量表征值是码率-失真平衡代价，所述码率-失真平衡代价由所述代表图像在所述重采样比例下重采样后的实际码率和失真度融合得到。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述码率-失真平衡代价为所述重采样后的实际码率和失真度的加权和。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述重采样比例为单个，所述基于所述代表图像在重采样比例下重采样后的质量表征值，进行重采样决策，包括：
判断单个所述重采样比例对应的质量表征值是否小于表征阈值；若小于，则决策为进行重采样；或者
所述重采样比例为至少两个，所述基于所述代表图像在重采样比例下重采样后的质量表征值，进行重采样决策，包括：
判断至少两个所述重采样比例对应的质量表征值中的最小者是否小于表征阈值；若小于，则基于所述最小者对应的重采样比例进行重采样。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述待处理视频序列中至少一张图像进行重采样之前，包括：
从多个候选重采样策略中确定目标重采样策略；
基于所述目标重采样策略从所述待处理视频序列中确定所述代表图像和对应的待重采样决策图像；
基于所述代表图像的重采样决策结果对所述待重采样决策图像进行重采样决策；其中不同的所述候选重采样策略中的所述代表图像以及待重采样决策图像的对应关系不同。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述候选重采样策略包括帧级重采样策略、组级重采样策略以及序列级重采样策略中的至少两个，其中在所述帧级重采样策略下，所述代表图像与所述待重采样决策图像为同一张图像，在所述组级重采样策略下，所述代表图像为所述待处理视频序列包括的图像组中的至少部分图像，所述待重采样决策图像为所述代表图像所属所述图像组中的所有图像，在所述序列级重采样策略下，所述代表图像为所述待处理视频序列包括的至少部分图像组中的图像，所述待重采样决策图像为所述待处理视频序列中的所有图像。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在所述组级重采样策略下，若所述代表图像为多张，所述待重采样决策图像的重采样决策结果由多张所述代表图像的重采样决策结果投票获得；和/或
在所述序列级重采样策略下，若所述代表图像为多个所述图像组中的图像，所述待处理视频序列的重采样决策结果由所述代表图像所属的多个所述图像组的重采样决策结果投票获得。
16.一种视频编解码方法，其特征在于，包括：
获取待处理视频序列，所述待处理视频序列包括至少一张代表图像；
基于所述代表图像在重采样比例下重采样后的码率-失真平衡代价，进行重采样决策，所述码率-失真平衡代价由所述代表图像在所述重采样比例下重采样后的实际码率和失真度融合得到；
若所述代表图像的重采样决策结果为进行重采样，则对所述待处理视频序列中至少一张图像进行重采样；
对所述待处理视频序列进行编解码。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述码率-失真平衡代价为所述重采样后的实际码率和失真度的加权和。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述重采样比例为单个，所述基于所述代表图像在重采样比例下重采样后的码率-失真平衡代价，进行重采样决策，包括：
判断单个所述重采样比例对应的码率-失真平衡代价，是否小于代价阈值；若小于，则决策为进行重采样；或者
所述重采样比例为至少两个，所述基于所述代表图像在重采样比例下重采样后的码率-失真平衡代价，进行重采样决策，包括：
判断至少两个所述重采样比例对应的码率-失真平衡代价中的最小者是否小于代价阈值；若小于，则基于所述最小者对应的重采样比例进行重采样。
19.一种视频编解码方法，其特征在于，包括：
获取待处理视频序列；
从多个候选重采样策略中确定目标重采样策略；
基于所述目标重采样策略从所述待处理视频序列中确定代表图像和对应的待重采样决策图像；
基于所述代表图像的重采样决策结果对所述待重采样决策图像进行重采样决策；其中，不同的所述候选重采样策略中的所述代表图像以及待重采样决策图像的对应关系不同；
若所述待重采样决策图像的重采样决策结果为进行重采样，则对所述待重采样决策图像进行重采样；
对所述待处理视频序列进行编解码。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述候选重采样策略包括帧级重采样策略、组级重采样策略以及序列级重采样策略中的至少两个，其中在所述帧级重采样策略下，所述代表图像与所述待重采样决策图像为同一张图像，在所述组级重采样策略下，所述代表图像为所述待处理视频序列包括的图像组中的至少部分图像，所述待重采样决策图像为所述代表图像所属所述图像组中的所有图像，在所述序列级重采样策略下，所述代表图像为所述待处理视频序列包括的至少部分图像组中的图像，所述待重采样决策图像为所述待处理视频序列中的所有图像。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，在所述组级重采样策略下，若所述代表图像为多张，所述待重采样决策图像的重采样决策结果由多张所述代表图像的重采样决策结果投票获得；和/或
在所述序列级重采样策略下，若所述代表图像为多个所述图像组中的图像，所述待处理视频序列的重采样决策结果由所述代表图像所属的多个所述图像组的重采样决策结果投票获得。
22.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、与所述处理器连接的存储器，其中，
所述存储器存储有程序指令；
所述处理器用于执行所述存储器存储的所述程序指令以实现权利要求1-21中任一项所述的方法。
23.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储程序指令，所述程序指令能够被处理器执行，被执行时实现如权利要求1-21中任一项所述的方法。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023198074A1 (en) * | 2022-04-12 | 2023-10-19 | Zhejiang Dahua Technology Co., Ltd. | Video processing method, electronic device, and computer-readable storage medium |
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2022
- 2022-05-31 CN CN202210612267.0A patent/CN115103185A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023198074A1 (en) * | 2022-04-12 | 2023-10-19 | Zhejiang Dahua Technology Co., Ltd. | Video processing method, electronic device, and computer-readable storage medium |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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